作为发展中国家，我国能源总量多，人均能源占有量低，随着人们对化石能源的大量开采，传统燃料濒临枯竭，对环境的危害日益突出。近年来，人们致力于开发利用清洁能源，我国由于太阳能资源丰富，为太阳能的有效利用提供了有利的条件。在太阳能供热系统中，利用蓄热水箱对热量进行蓄调解决了太阳能周期性和随机性的问题。论文阐述了温差式太阳能布水系统的工作原理、设计原则及依据，对传统的蓄水箱进行了改进，在水箱进出口添加布水器，内部增设导流槽，能够在不增加水箱高度的条件下，实现水箱水平方向上的温度分区、垂直方向上的温度分层，提高高温水的利用效率。通过FLUENT模拟与试验相结合的方法，对导流槽尺寸、导流槽安装位置及导流槽的数量变化的不同设计，以及对充冷用热、充热用热、循环加热、充冷充热用热四种工况进行了研究，对比分析了温差式太阳能布水系统与传统布水系统的蓄热性能。同时，依托长春市彩宇广场金叶嘉园施工项目，对工程应用时所需的集热器选型、安装要求、水箱体积、保温层等主要参数进行了设定，为温差式太阳能布水系统在实际工程的应用设计提供了依据。研究结果表明：水箱进出口处安装条缝型布水器，可有效的减少水箱内高温水与低温水的混合程度；布水系统内部导流槽的个数越多，尺寸越大，水箱内的温度分层越明显，在工程上一般使用4个导流槽即可满足要求；对于导流槽位置的安排，竖直S型流动比水平S型流动集热效果好，水平S型流动混水状态不稳定，但比传统布水器蓄热效率高。利用CFD软件，建立蓄热水箱的数值模型，通过简化几何模型、划分网格、选取边界条件以及对计算进行设置，对四种常用工况下蓄热水箱的温度场进行三维数值模拟。模拟结果直观清晰，并与试验结果基本保持一致，验证了模拟的准确性，也为同类试验提供了三维模拟的依据。